(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地磁気を検出する地磁気センサと、
上記地磁気の検出値を基に、当該検出値から周囲の磁場及び金属部品の磁化による影響を解消するための補正値を生成する補正値生成部と、
過去の上記地磁気の検出値を基に上記補正値を更新する学習部と、
上記検出値及び上記補正値に基づき方位を算出する方位算出部と、
上記方位の算出処理を実行可能な通常動作状態又は一部の処理状態を維持すると共に少なくとも上記方位の算出処理を停止させるサスペンド状態に切り替える動作状態切替部と、
上記動作状態切替部により上記サスペンド状態から上記通常動作状態に切り替えられた場合、上記補正値を更新前の値に初期化する初期化処理部と
を有する方位算出装置。
【請求項２】
上記方位算出装置が所定の台座部に取り付けられているか否かを検出する取付状態検出部
をさらに有し、
初期化処理部は、
上記動作状態切替部により上記サスペンド状態から上記通常動作状態に切り替えられた際、上記方位算出装置が上記台座部に取り付けられていない場合には上記補正値を初期化する一方、上記方位算出装置が上記台座部に取り付けられている場合には上記補正値を初期化しない
請求項１に記載の方位算出装置。
【請求項３】
上記台座部は、
所定の移動体に取り付けられると共に、当該移動体から供給される電源を上記方位算出装置に供給し、
上記動作状態切替部は、
上記方位算出装置が上記サスペンド状態で上記台座部に取り付けられたまま、上記移動体から上記電源の供給が開始されたときに上記通常動作状態に切り替える
請求項２に記載の方位算出装置。
【請求項４】
上記地磁気の検出結果に基づき上記補正値を更新すると共に、当該補正値の更新の程度を表す補正レベルを更新する補正値更新部
をさらに有し、
上記初期化処理部は、
上記動作状態切替部により上記サスペンド状態から上記通常動作状態に切り替えられた場合、上記補正値に加えて上記補正レベルも初期化する
請求項１に記載の方位算出装置。
【請求項５】
上記方位算出部は、
過去の検出値の一部を記憶すると共に、上記補正値及び上記検出値に加えて上記記憶した過去の検出値に基づき上記本体部の方位を算出し、
上記初期化処理部は、
上記動作状態切替部により上記サスペンド状態から上記通常動作状態に切り替えられた場合、上記補正値を初期化すると共に上記記憶している上記過去の検出値を消去する
請求項１に記載の方位算出装置。
【請求項６】
現在位置を測位する測位部と、
上記測位部による測位結果及び上記方位の算出結果をユーザに提示する提示部と
をさらに有する請求項１に記載の方位算出装置。
【請求項７】
所定の地磁気センサにより地磁気を検出する地磁気検出ステップと、
所定の方位算出部により、上記地磁気の検出値から周囲の磁場及び金属部品の磁化による影響を解消するための補正値を生成する補正値生成ステップと、
過去の上記地磁気の検出値を基に上記補正値を更新する学習ステップと、
上記検出値及び上記補正値に基づき方位を算出する方位算出ステップと、
所定の動作状態切替部により、上記方位の算出処理を実行可能な通常動作状態又は一部の処理状態を維持すると共に少なくとも上記方位の算出処理を停止させるサスペンド状態に切り替える動作状態切替ステップと、
上記動作状態切替部により上記サスペンド状態から上記通常動作状態に切り替えられた場合、所定の初期化処理部により上記補正値を更新前の値に初期化する初期化ステップと
を有する補正値初期化方法。
【請求項８】
地磁気を検出する地磁気センサと、
上記地磁気の検出値から周囲の磁場及び金属部品の磁化による影響を解消するための補正値を生成する補正値生成部と、
過去の上記地磁気の検出値を基に上記補正値を更新する学習部と、
上記検出値及び上記補正値に基づき方位を算出する方位算出部と、
上記方位の算出処理を実行可能な通常動作状態又は一部の処理状態を維持すると共に少なくとも上記方位の算出処理を停止させるサスペンド状態に切り替える動作状態切替部と、
上記動作状態切替部により上記サスペンド状態から上記通常動作状態に切り替えられた場合、上記補正値を更新前の値に初期化する初期化処理部と、
所定の基地局との間で無線通信を行うことにより通話処理を行う携帯電話部と
を有する方位算出機能付携帯電話機。
【請求項９】
上記動作状態切替部は、
上記携帯電話部により上記通話処理を実行する際、上記サスペンド状態に切り替える
請求項８に記載の方位算出機能付携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は方位算出装置、補正値初期化方法及び方位算出機能付携帯電話機に関し、例えば地磁気センサにより方位角を検出し得るナビゲーション装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナビゲーション装置においては、移動する車両等に搭載され、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信されるＧＰＳ信号を基に現在位置を算出し、地図画面上に当該車両の位置や進行方向を示すようになされたものが広く普及している。
【０００３】
またナビゲーション装置のなかには、車両と家庭等との間や車両と他の車両との間でユーザにより容易に持ち運び、また携帯時にも地図画面の表示等を行い得るようになされた、ＰＮＤ（Personal Navigation Device）と呼ばれるものがある。
【０００４】
このＰＮＤのなかには、地磁気を検出する地磁気センサを搭載し、検出した地磁気の検出結果を基に方位を算出して、この方位に合わせた地図画面を表示するようになされたものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
またＰＮＤの他にも、例えば携帯電話機のような携帯型の電子機器において、測位機能や地図表示機能等を搭載し、さらに地磁気センサを搭載して方位に合わせた地図画面を表示するようになされたものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０７６３７４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで地磁気センサは、周囲に存在する金属等の磁性体による磁場の影響を受けやすく、さらにはＰＮＤ内部に設けられているシールド板等の金属部品における磁化が変化したような場合にも、その影響を受ける場合がある。
【０００８】
このためＰＮＤは、地磁気センサによる方位の算出を開始する際、所定の初期化処理（例えば補正値の調整等）を行うことにより、当該地磁気センサから得られる検出信号を基に方位を適切に算出することができる。
【０００９】
一方、ＰＮＤのなかには、一般的なコンピュータ等と同様、ユーザが一時的に使用しない場合等に内部の回路等を一部のみ動作させておくサスペンド状態に移行し得るものがある。
【００１０】
サスペンド状態に移行したＰＮＤは、所定の復帰操作がなされると、通常の起動時に行われる初期化処理等を省略し、サスペンド状態への移行直前の動作状態に復元して、継続的な動作を直ちに開始することができる。
【００１１】
しかしながらＰＮＤは、サスペンド状態からの復帰時に、サスペンド状態への移行直前と異なる場所へ移動され周囲の磁場が異なっている場合や、サスペンド状態で移動された際に周囲の磁場の影響を受け、内部の金属部品における磁化が変化する場合等がある。
【００１２】
このような場合、ＰＮＤは地磁気センサにより正しい方位を検出できず、現在の方位に合わせた地図画面を正しく表示することができない、という問題があった。
【００１３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、地磁気センサによる方位の検出精度を高め得る方位算出装置、補正値初期化方法及び方位算出機能付携帯電話機を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる課題を解決するため本発明の方位算出装置及び補正値初期化方法においては、地磁気センサにより地磁気を検出し、所定の方位算出部により、地磁気の検出値を基に、当該検出値から周囲の磁場及び金属部品の磁化による影響を解消するための補正値を生成し、過去の地磁気の検出値を基に補正値を更新し、検出値及び補正値に基づき方位を算出し、所定の動作状態切替部により、方位の算出処理を実行可能な通常動作状態又は一部の処理状態を維持すると共に少なくとも方位の算出処理を停止させるサスペンド状態に切り替え、動作状態切替部によりサスペンド状態から通常動作状態に切り替えられた場合、所定の初期化処理部により補正値を更新前の値に初期化するようにした。
【００１５】
これにより本発明の方位算出装置及び補正値初期化方法は、サスペンド状態の間に周囲の磁場や周囲の部品の磁化等が変化したとしても、最初から補正値を学習し直すことにより、変化後の磁場や磁化に対応した適切な補正値を生成することができる。
【００１６】
また本発明の方位算出機能付携帯電話機においては、地磁気を検出する地磁気センサと、地磁気の検出値から周囲の磁場及び金属部品の磁化による影響を解消するための補正値を生成する補正値生成部と、過去の地磁気の検出値を基に補正値を更新する学習部と、検出値及び補正値に基づき方位を算出する方位算出部と、方位の算出処理を実行可能な通常動作状態又は一部の処理状態を維持すると共に少なくとも方位の算出処理を停止させるサスペンド状態に切り替える動作状態切替部と、動作状態切替部によりサスペンド状態から通常動作状態に切り替えられた場合、補正値を更新前の値に初期化する初期化処理部と、所定の基地局との間で無線通信を行うことにより通話処理を行う携帯電話部とを設けるようにした。
【００１７】
これにより本発明の方位算出機能付携帯電話機は、サスペンド状態の間に周囲の磁場や周囲の部品の磁化等が変化したとしても、最初から補正値を学習し直すことにより、変化後の磁場や磁化に対応した適切な補正値を生成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、サスペンド状態の間に周囲の磁場や周囲の部品の磁化等が変化したとしても、最初から補正値を学習し直すことにより、変化後の磁場や磁化に対応した適切な補正値を生成することができる。かくして本発明は、地磁気センサによる方位の検出精度を高め得る方位算出装置、補正値初期化方法及び方位算出機能付携帯電話機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＰＮＤの全体構成を示す略線図である。
【図２】ＰＮＤの座標系の定義を示す略線図である。
【図３】ＰＮＤにおけるセンサ構成を示す略線図である。
【図４】凹凸路面の走行時の様子を示す略線図である。
【図５】カーブ走行時の様子を示す略線図である。
【図６】速度及び角度を用いた現在位置算出手法を示す略線図である。
【図７】ＰＮＤの回路構成を示す略線図である。
【図８】速度算出部の構成を示す略線図である。
【図９】クレードルによる振動の様子を示す略線図である。
【図１０】最大値及び最小値の関係を示す略線図である。
【図１１】速度算出処理を用いた現在位置算出処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１２】初期化処理手順の説明に供するフローチャートである。
【図１３】携帯電話機の全体構成を示す略線図である。
【図１４】携帯電話機の回路構成を示す略線図である。
【図１５】他の実施形態による使用例を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ＰＮＤ）
２．第２の実施の形態（携帯電話機）
３．他の実施の形態
【００２１】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．ＰＮＤの構成］
図１に示すように、携帯型ナビゲーション装置（以下、これをＰＮＤ（Personal Navigation Device）とも呼ぶ）１は、その前面に表示部２が設けられている。ＰＮＤ１は、内蔵された例えば不揮発性メモリ（図示せず）に格納されている地図データに応じた地図画像等を表示部２に対して表示し、その内容をユーザに提示し得るようになされている。
【００２２】
またＰＮＤ１は、後述する車両９のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられたクレードル３によって保持されると共に、当該ＰＮＤ１とクレードル３とが機械的かつ電気的に接続される。
【００２３】
これによりＰＮＤ１は、クレードル３を介して車両９のバッテリから供給される電源電力により動作すると共に、当該クレードル３から取り外されたときには内蔵のバッテリから供給される電力によって独立した状態でも動作するようになされている。
【００２４】
ここでＰＮＤ１は、その表示部２が車両９の進行方向に対してほぼ垂直となるように設置されている。このときＰＮＤ１の座標系は、図２に示すように、当該車両９の前後方向（進行方向）をＸ軸、当該Ｘ軸に直交した水平方向をＹ軸、上下方向をＺ軸によって表される。
【００２５】
この座標系では、車両９の進行方向をＸ軸の正と定義し、また右方向をＹ軸の正と定義し、さらに下方向をＺ軸の正と定義することとする。
【００２６】
図３に示すように、ＰＮＤ１は、その内部に３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８が設けられている。
【００２７】
３軸加速度センサ４は、Ｘ軸に沿った加速度αx、Ｙ軸に沿った加速度αy、及びＺ軸に沿った加速度αzをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００２８】
またＹ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６及び気圧センサ７は、Ｙ軸周りのピッチレートωy、Ｚ軸周りのヨーレートωz及び周囲の気圧ＰRをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００２９】
さらに地磁気センサ８は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向それぞれの地磁気Ｍx、Ｍy及びＭzをそれぞれ電圧値として検出するようになされている。
【００３０】
［１−２．算出原理］
ところで本発明のＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５等により検出した加速度及びピッチレート等に基づき、車両９の速度を算出した上で現在位置を算出する自律測位処理を行い得るようにもなされている。ここでは、当該速度及び現在位置を算出する基本原理について説明する。
【００３１】
［１−２−１．速度算出原理］
実際上、移動体としての車両９は、移動面としての平らな道路を走行することが殆どなく、図４（Ａ）に示すような全体として凹状の道路、及び図４（Ｂ）に示すような全体として凸状の道路を走行するのが実状である。
【００３２】
この車両９のダッシュボード上に載置されたＰＮＤ１は、車両９が凹状の道路（図４（Ａ））を走行したとき、３軸加速度センサ４（図３）によって、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３３】
またＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５（図３）によって進行方向に直交したＹ軸周りの角速度（以下、これをピッチレートとも呼ぶ）ωyを５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３４】
ここでＰＮＤ１は、Ｚ軸に沿った下方向の加速度αzを正と定義し、また図４（Ａ）に示すような凹状の路面に沿って形成される仮想上の円を進行方向に対して上向きに縦回転する際のピッチレートωyを正と定義している。
【００３５】
このＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって検出した加速度αz及びＹ軸ジャイロセンサ５によって検出したピッチレートωyを用い、次の（１）式によって進行方向の速度Ｖを１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００３６】
【数１】
0005556101.tif 000002
【００３７】
またＰＮＤ１は、車両９が凸状の道路（図４（Ｂ））を走行するとき、３軸加速度センサ４によってＺ軸に沿った上方向の加速度αz’を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、またＹ軸ジャイロセンサ５によってＹ軸周りのピッチレートωy’を例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００３８】
そしてＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって検出した加速度αz’及びＹ軸ジャイロセンサ５によって検出したピッチレートωy’を用い、次の（２）式によって進行方向の速度Ｖ’を１秒間当たり５０回、算出し得るようになされている。
【００３９】
【数２】
0005556101.tif 000003
【００４０】
ここでは説明の便宜上、負の加速度αzを加速度αz’として説明しているが、実際には、３軸加速度センサ４は加速度αz’を加速度αzの負の値として検出している。またピッチレートωy’についても同様に、負のピッチレートωyをピッチレートωy’として説明しているが、実際には、Ｙ軸ジャイロセンサ５は、ピッチレートωy’をピッチレートωyの負の値として検出している。従って、実際には速度Ｖ’も、速度Ｖとして算出される。
【００４１】
［１−２−２．現在位置算出原理］
次に、上述した速度算出原理により算出した速度Ｖと、Ｚ軸回りの角速度とに基づいて現在位置を算出する現在位置算出原理について説明する。
【００４２】
図５に示すように、ＰＮＤ１は、車両９が例えば左旋回している時のＺ軸回りの角速度（以下、これをヨーレートとも呼ぶ）ωzをＺ軸ジャイロセンサ６（図３）によって例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出する。
【００４３】
次にＰＮＤ１は、図６に示すように、前回の位置Ｐ０における速度Ｖと、ジャイロセンサにより検出したヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより得られる角度θとを基に、前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。そしてＰＮＤ１は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し得るようになされている。
【００４４】
［１−３．ＰＮＤの回路構成］
図７に示すように、ＰＮＤ１は、制御部１１及び各種センサが設けられナビゲーション機能を実現するナビゲーションユニット１０を中心に構成されている。
【００４５】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）構成でなり、例えば不揮発性メモリ等でなる記憶部１２から読み出した基本プログラムによって全体を統括制御するようになされている。
【００４６】
またＰＮＤ１は、制御部１１が記憶部１２から読み出した各種アプリケーションプログラムに従い、後述する現在位置算出処理や初期化処理等を実行するようになされている。
【００４７】
さらにＰＮＤ１は、表示部２と一体化したタッチパネル及び図示しない電源スイッチ等でなる操作部１３を有している。操作部１３は、タッチパネルや電源スイッチを介してユーザによる操作指示を受け付けると、その操作内容を制御部１１に通知する。
【００４８】
制御部１１は、操作部１３から通知される操作内容に応じて、目的地の設定等といったユーザの操作内容に応じた処理を行うようになされている。
【００４９】
また制御部１１は、動作状態切替部１６として機能するようにもなされている。すなわち動作状態切替部１６は、操作部１３の電源スイッチが操作された場合、ＰＮＤ１全体を動作させる電源オン状態、ＰＮＤ１全体の動作を完全に停止する電源オフ状態、及びサスペンド状態に切り替えるようになされている。
【００５０】
制御部１１は、電源オン状態からサスペンド状態に切り替えられた場合、各種センサ及び表示部２等の動作を停止すると共に制御部１１における一部の機能のみ動作を継続させ、切替直前の各種データ等を保持するようになされている。
【００５１】
また制御部１１は、サスペンド状態から電源オン状態に切り替えられた場合、保持している各種データ等を基に、サスペンド状態への切替直前の動作状態を直ちに復元してその動作を開始するようになされている。
【００５２】
因みに動作状態切替部１６は、ＰＮＤ１がクレードル３に取り付けられた状態で、車両９のエンジンがかけられ電源が供給されるようになった場合にも、サスペンド状態から電源オン状態に復帰するようになされている。
【００５３】
さらにＰＮＤ１は、動作モードとして、クレードル３（図１）を介して車両９に搭載された状態でナビゲーション処理を行う車載モードと、当該クレードル３から取り外されて主に徒歩移動するユーザに把持された状態でナビゲーション処理を行う徒歩モードとを切り替えるようにもなされている。
【００５４】
また制御部１１は、クレードル検出部１７としても機能するようになされている。クレードル検出部１７は、ＰＮＤ１がクレードル３と電気的に接続されているか否かを定期的に（例えば３秒ごとに）検出し、その検出結果を表すクレードル検出信号ＣＴＤを生成して動作状態切替部１６へ供給するようになされている。
【００５５】
動作状態切替部１６は、クレードル検出信号ＣＴＤを基に、制御部１１全体の動作モードを、クレードル３と接続されている場合には車載モードに切り替え、またクレードル３と接続されていない場合には徒歩モードに切り替えるようになされている。
【００５６】
例えばクレードル検出部１７は、ＰＮＤ１がクレードル３に取り付けられていることを検出した場合、その旨を表すクレードル検出信号ＣＴＤを動作状態切替部１６へ供給する。
【００５７】
これに応じて動作状態切替部１６は、ＰＮＤ１の動作モードを車載モードに切り替える。車載モードの場合、制御部１１は、ＧＰＳ処理部２１、速度算出部２２、角度算出部２３、高度算出部２４、位置算出部２５及びナビゲーション部２６として機能するようになされている。
【００５８】
車載モードの制御部１１は、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ信号を受信できる場合には、当該ＧＰＳ信号に基づいて測位するＧＰＳ測位処理を行い得るようになされている。
【００５９】
すなわちＰＮＤ１は、ＧＰＳアンテナＡＮＴ１によって受信した複数のＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を制御部１１のＧＰＳ処理部２１へ送出する。
【００６０】
ＧＰＳ処理部２１は、複数のＧＰＳ信号をそれぞれ復調することにより得られる軌道データと、複数のＧＰＳ衛星から車両９までの距離データとに基づいて車両９の現在位置を正確に測位することにより現在位置データＮＰＤ１を得、これをナビゲーション部２６へ送出する。
【００６１】
ナビゲーション部２６は、動作状態切替部１６から動作モードの切り替え結果を表す動作モード信号ＭＤを取得し、そのときの動作モードに応じたナビゲーション処理を実行するようになされている。
【００６２】
この場合車載モードであるため、ナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ１を基に車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成した後、表示部２へ出力することにより当該地図画像を表示するようになされている。
【００６３】
またＰＮＤ１は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信できないときにＧＰＳ測位処理を行うことができない。そこでＰＮＤ１は、主にＧＰＳ信号を受信できないときに、３軸加速度センサ４及びＹ軸ジャイロセンサ５により検出した加速度やピッチレート等に基づき速度Ｖを算出した上で現在位置を算出する自律測位処理を行い得るようにもなされている。
【００６４】
すなわち３軸加速度センサ４は、加速度αx、αy及びαzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出し、当該加速度αx、αy及びαzのうち、加速度αzが示された加速度データＡＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００６５】
Ｙ軸ジャイロセンサ５は、ピッチレートωyを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ピッチレートωyが示されたピッチレートデータＰＤを制御部１１の速度算出部２２へ送出する。
【００６６】
速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αzと、Ｙ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyとを基に、（１）式を用いて１秒当たり５０回、速度Ｖを算出し、当該速度Ｖが示された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００６７】
またＺ軸ジャイロセンサ６は、ヨーレートωzを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該ヨーレートωzが示されたヨーレートデータＹＤを制御部１１の角度算出部２３へ送出する。
【００６８】
角度算出部２３は、Ｚ軸ジャイロセンサ６から供給されたヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期（この場合、０．０２［ｓ］）を積算することにより、車両９が右旋回又は左旋回したときの角度θを算出し、その角度θが示された角度データＤＤを位置算出部２５へ送出する。
【００６９】
位置算出部２５は、速度算出部２２から供給された速度データＶＤに相当する速度Ｖ、及び角度算出部２３から供給された角度データＤＤに相当する角度θを基に、図６に示したような前回の位置Ｐ０から現在位置Ｐ１までの変化量を求める。そして位置算出部２５は、この変化量を前回の位置Ｐ０に加えることによって現在位置Ｐ１を算出し、その現在位置Ｐ１が示された現在位置データＮＰＤ２をナビゲーション部２６へ送出する。
【００７０】
一方、気圧センサ７は、周囲の気圧ＰＲを例えば５０［Ｈｚ］のサンプリング周波数で検出しており、当該気圧ＰＲが示された気圧データＰＲＤを高度算出部２４へ送出する。
【００７１】
高度算出部２４は、気圧センサ７から供給された気圧データＰＲＤに相当する気圧ＰＲに基づいて車両９の高度を算出し、その高度が示された高度データＨＤをナビゲーション部２６へ送出する。
【００７２】
ナビゲーション部２６は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２、及び高度算出部２４から供給された高度データＨＤを基に、車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成した後、表示部２へ出力することにより当該地図画像を表示するようになされている。
【００７３】
［１−４．速度算出処理］
次に、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤに相当する加速度αz、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに相当するピッチレートωyに基づいて速度Ｖを速度算出部２２によって算出する速度算出処理について説明する。
【００７４】
速度算出部２２は、速度算出処理を実行する際、図８に示すように、データ取得部３１、ハイパスフィルタ部３２、ローパスフィルタ部３３、速度計算部３４、平滑化及びノイズ除去部３５及び速度出力部３６として機能する。
【００７５】
速度算出部２２のデータ取得部３１は、３軸加速度センサ４から供給される加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されるピッチレートデータＰＤをそれぞれ取得し、当該加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤをハイパスフィルタ部３２へ送出する。
【００７６】
ハイパスフィルタ部３２は、データ取得部３１から供給された加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤの直流成分をカットし、その結果得られる加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１をローパスフィルタ部３３へ送出する。
【００７７】
ローパスフィルタ部３３は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して後述するローパスフィルタ処理を施し、その結果得られる加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を速度計算部３４へ送出する。
【００７８】
速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２に対して後述する速度計算処理を施し、その結果得られる速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【００７９】
平滑化及びノイズ除去部３５は、速度計算部３４から供給された速度データＶ１に対して所定の平滑化及びノイズ除去処理を施すことにより、速度Ｖに含まれる誤差を縮小し、その結果得られる速度データＶＤを速度出力部３６へ送出する。
【００８０】
速度出力部３６は、平滑化及びノイズ除去部３５から供給された速度データＶＤを位置算出部２５へ送出する。
【００８１】
このようにして速度算出部２２は、３軸加速度センサ４から供給された加速度データＡＤ、及びＹ軸ジャイロセンサ５から供給されたピッチレートデータＰＤに基づいて車両９の速度Ｖを算出するようになされている。
【００８２】
［１−４−１．ローパスフィルタ処理］
次に、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ部３３により施されるローパスフィルタ処理について説明する。
【００８３】
上述したように、車両９に搭載されたＰＮＤ１では、当該車両９の進行方向における路面のうねりに起因したピッチレートωyをＹ軸ジャイロセンサ５により検出する。
【００８４】
詳細については省略するが、実験の結果、このときＰＮＤ１では、車両９の走行速度に関わらずピッチレートωyを１〜２［Ｈｚ］の振動として検出していることが判明した。
【００８５】
ところでＰＮＤ１は、車両９のダッシュボード上に吸盤３Ａを介して取付けられたクレードル３によって保持されている。図９に示すように、クレードル３は、吸盤３Ａの上方にクレードル本体部３Ｂが設けられており、当該クレードル本体部３Ｂの所定高さの位置に設けられた支持点３Ｃによって一端が支持され、他端によりＰＮＤ１を支持するＰＮＤ支持部３Ｄが設けられている。
【００８６】
このためＰＮＤ１は、車両９が路面のうねりに応じて振動する際、ＰＮＤ支持部３Ｄの支持点３Ｃを中心に上下方向に例えば加速度αc及び角速度ωcで振動する。
【００８７】
実験等の結果、ＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５によって、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動するピッチレートωyと、クレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する角速度ωcと合成された加算角速度ωcyを検出していることが確認された。
【００８８】
またＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４によって、上述したような路面のうねりによって１〜２［Ｈｚ］で振動する加速度αzと、クレードル３によって約１５［Ｈｚ］で振動する加速度αcとが合成された加算加速度αczを検出していることも確認された。
【００８９】
そこでローパスフィルタ部３３は、ハイパスフィルタ部３２から供給された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対してローパスフィルタ処理を施し、約１５［Ｈｚ］の周波数成分、すなわちクレードル３にＰＮＤ１が保持されることによって発生する加速度αc及び角速度ωcをそれぞれ取り除くようになされている。
【００９０】
すなわちローパスフィルタ部３３は、加算加速度αczから加速度αcを取り除くことにより、路面のうねりによって発生する加速度αzだけを抽出することができる。またローパスフィルタ部３３は、加算角速度ωcyから角速度ωcを取り除くことにより、路面のうねりによって発生するピッチレートωyだけを抽出することができる。
【００９１】
［１−４−２．速度計算処理］
次に、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２及びピッチレートデータＰＤ２を基に、速度計算部３４によって速度Ｖを算出する速度計算処理について説明する。
【００９２】
一般に、車両９内におけるＰＮＤ１の搭載位置としては、例えば当該車両９の前方側であるダッシュボードの上や、当該車両９の後方側であるリアガラス付近等、様々な箇所が考えられる。
【００９３】
詳細については省略するが、実験の結果、車両９の前方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzに対し、後方側に載置されたＰＮＤ１で検出された加速度αzの位相が遅延することが分かった。そこでＰＮＤ１は、ピッチレートデータＰＤ２のうちある程度の範囲のデータを利用するようになされている。
【００９４】
ところで車両９の速度Ｖが低速である場合には、路面の微妙な変化により急激に加速度αz及びピッチレートωyが変化する。そこで速度計算部３４は、その急激な変化に対応するために、利用するデータの範囲を２５データ点に、すなわち狭く設定するようになされている。
【００９５】
また車両９の速度Ｖが高速である場合には、当該車両９のサスペンションの影響も大きく、加速度αz及びピッチレートωyがゆっくり変化する。そこで速度計算部３４は、そのゆっくりとした変化に対応するために、利用するデータ範囲を７５データ点に、すなわち広く設定するようになされている。
【００９６】
具体的に速度計算部３４は、図１０に示すように、ローパスフィルタ部３３から供給された加速度データＡＤ２に相当する加速度αzの前回の位置Ｐ０（図６）に対応するデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minとして抽出する。
【００９７】
また速度計算部３４は、ローパスフィルタ部３３から供給されたピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyのデータ点Ｐｍを中心とした２５データ点又は７５データ点分の範囲から、最大値及び最小値をそれぞれ最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとして抽出する。
【００９８】
すなわち速度計算部３４は、加速度αz及びピッチレートωyに発生し得る位相のずれよりも広い範囲のなかから、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとをそれぞれ抽出する。
【００９９】
そして速度計算部３４は、加速度データＡＤ２から抽出した最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、ピッチレートデータＰＤ２から抽出した最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minとを用い、上述した（１）式を変形した（３）式により、前回の位置Ｐ０（図３）での進行方向の速度Ｖを算出する。
【０１００】
【数３】
0005556101.tif 000004
【０１０１】
その後速度計算部３４は、速度Ｖを表す速度データＶＤ１を平滑化及びノイズ除去部３５へ送出する。
【０１０２】
すなわち速度計算部３４は、（３）式を用いることにより、加速度αz及びピッチレートωyに位相のずれが発生している場合であっても、当該位相のずれの影響を取り除いた速度Ｖを算出することができる。
【０１０３】
このように速度計算部３４は、最大加速度αz,max及び最小加速度αz,minと、最大ピッチレートωy,max及び最小ピッチレートωy,minと抽出する際のデータ範囲を車両９の速度Ｖに応じて切り替えることにより、当該速度Ｖに応じた路面や車両９の状況を反映することができ、速度Ｖの算出精度を向上させることができる。
【０１０４】
［１−４−３．速度算出処理を用いた位置算出処理手順］
次に、ＰＮＤ１の制御部１１が、上述したような速度算出処理を用いて現在位置を算出する現在位置算出処理手順について、図１１のフローチャートを用いて説明する。
【０１０５】
実際上、制御部１１は、ルーチンＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１へ移り、３軸加速度センサ４により検出された加速度データＡＤと、Ｙ軸ジャイロセンサ５により検出されたピッチレートデータＰＤとを速度算出部２２のデータ取得部３１によって取得した後、次のステップＳＰ２へ移る。
【０１０６】
ステップＳＰ２において制御部１１は、加速度データＡＤ及びピッチレートデータＰＤに対してハイパスフィルタ処理を速度算出部２２のハイパスフィルタ部３２により施し、次のステップＳＰ３へ移る。
【０１０７】
ステップＳＰ３において制御部１１は、ハイパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ１及びピッチレートデータＰＤ１に対して、例えばカットオフ周波数１［Ｈｚ］の４次ＩＩＲフィルタであるローパスフィルタ処理を速度算出部２２のローパスフィルタ部３３によって施し、次のステップＳＰ４へ移る。
【０１０８】
ステップＳＰ４において制御部１１は、ローパスフィルタ処理が施された加速度データＡＤ２に相当する加速度αz及びピッチレートデータＰＤ２に相当するピッチレートωyを基に、（３）式を用いて速度算出部２２の速度計算部３４によって速度Ｖを算出し、次のステップＳＰ５へ移る。
【０１０９】
ステップＳＰ５において制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された速度Ｖが示された速度データＶＤに対して平滑化及びノイズ除去処理を施す。
【０１１０】
具体的に、制御部１１は、ステップＳＰ４において算出された速度Ｖが示された速度データＶＤ１に対してカットオフ周波数を可変にしたローパスフィルタ処理を施し、次のステップＳＰ６へ移る。
【０１１１】
ステップＳＰ６において制御部１１は、Ｚ軸ジャイロセンサ６により検出されたヨーレートデータＹＤを角度算出部２３によって取得し、次のステップＳＰ７へ移る。
【０１１２】
ステップＳＰ７において制御部１１は、ヨーレートデータＹＤに相当するヨーレートωzにサンプリング周期である０．０２［秒］を積算することにより角度θが示された角度データＤＤを角度算出部２３によって算出し、次のステップＳＰ８へ移る。
【０１１３】
ステップＳＰ８において制御部１１は、ステップＳＰ５において平滑化及びノイズ除去処理を施された速度データＶＤ、及びステップＳＰ８において算出された角度データＤＤに基づいて現在位置データＮＰＤ２を算出し、次のステップＳＰ９へ移る。
【０１１４】
ステップＳＰ９において制御部１１は、位置算出部２５から供給された現在位置データＮＰＤ２を基に、車両９の現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、その現在位置が含まれる地図画像を生成する。その後制御部１１は、生成した地図画像を表示部２へ出力し、次のステップＳＰ１０へ移って一連の処理を終了する。
【０１１５】
［１−５．方位の検出］
［１−５−１．方位検出処理］
ところで制御部１１（図７）のクレードル検出部１７は、ＰＮＤ１がクレードル３から取り外されていることを検出した場合、その旨を表すクレードル検出信号ＣＴＤを動作状態切替部１６へ供給する。
【０１１６】
これに応じて動作状態切替部１６は、ＰＮＤ１の動作モードを徒歩モードに切り替える。徒歩モードの場合、制御部１１は、車載モードと同様のＧＰＳ処理部２１及びナビゲーション部２６に加えて、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８として機能するようになされている。
【０１１７】
姿勢角検出部２７は、まず３軸加速度センサ４から加速度αx、αy及びαzが示された３軸加速度データＡＤ３を取得する。続いて姿勢角検出部２７は、取得した３軸加速度データＡＤ３を基に所定の姿勢角検出処理を行うことにより、ＰＮＤ１の姿勢角を表す姿勢角データＡＡＤを生成し、これを方位算出部２８へ供給する。
【０１１８】
方位算出部２８は、地磁気センサ８から地磁気Ｍx、Ｍy及びＭzが示された地磁気データＴＭＤを取得し、所定の補正処理を施す（詳しくは後述する）。
【０１１９】
続いて方位算出部２８は、補正した地磁気データＴＭＤ及び姿勢角検出部２７から取得した姿勢角データＡＡＤを基に所定の方位算出処理を行うことにより、ＰＮＤ１の方位を表す方位データＣＤを生成し、これをナビゲーション部２６へ供給する。
【０１２０】
すなわちＰＮＤ１は、地磁気センサ８、３軸加速度センサ４、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８によりいわゆる電子コンパスとして機能し、方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１２１】
ナビゲーション部２６は、現在位置データＮＰＤ１を基に現在位置が含まれる周辺の地図データを記憶部１２から読み出し、方位データＣＤを基に、その現在位置が含まれ且つＰＮＤ１の現在の方位に合わせた地図画像を生成した後、表示部２へ出力することにより当該地図画像を表示するようになされている。
【０１２２】
ところで地磁気センサ８は、その性質上、周囲に金属体や磁性体がある場合には地磁気を正しく検出できない。このため方位算出部２８は、大きな金属である車両９の内部にＰＮＤ１がある場合には、正しい方位を示す方位データＣＤを生成することができない。
【０１２３】
そこで方位算出部２８は、ＰＮＤ１がクレードル３に取り付けられている場合には、当該ＰＮＤ１が車両９の内部にあると判断し、方位データＣＤを生成しないようになされている。
【０１２４】
因みに動作状態切替部１６は、ＰＮＤ１がクレードル３に取り付けられていることを検出した場合には、地磁気センサ８、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８の動作を停止させ、消費電力を抑えるようにもなされている。
【０１２５】
［１−５−２．補正値による地磁気データの補正処理］
ところで地磁気センサ８は、その性質上、周囲に存在する金属等の磁性体や、ＰＮＤ１内部に設けられたシールド板（図示せず）等の金属部品における磁化等により影響を受け、地磁気データＴＭＤに誤差が含まれてしまうことが知られている。
【０１２６】
そこで制御部１１の方位算出部２８は、地磁気センサ８から地磁気Ｍx、Ｍy及びＭzが示された地磁気データＴＭＤの取得を開始する際、当該地磁気データＴＭＤを補正するための補正値や正常な値の範囲を表す閾値等（以下、これらを学習値ＬＮと呼ぶ）を設定するようになされている。
【０１２７】
因みに方位算出部２８は、初期化処理を行う場合、例えば表示部２に「本体を８の字状に動かしてください」といったメッセージを表示してユーザにＰＮＤ１全体を「８」の字状の軌跡を描くよう移動させ、このとき得られた地磁気データＴＭＤを用いて学習値ＬＮを生成するようになされている。
【０１２８】
その後方位算出部２８は、学習値ＬＮの補正値を用いて地磁気データＴＭＤに所定の補正処理を施すことにより当該地磁気データＴＭＤを補正し、補正後の地磁気データＴＭＤを基に上述した方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１２９】
またＰＮＤ１内部に設けられた金属部品等の磁化は、当該ＰＮＤ１を持ち運ぶユーザにより強力な磁場があるところを通過したとき等に変化する場合がある。このような磁化の変化は、地磁気データＴＭＤに影響を及ぼすことが知られている。
【０１３０】
そこで方位算出部２８は、学習値ＬＮの閾値を基に、地磁気センサ８から取得した地磁気データＴＭＤが正常な範囲にあるか否かを判定し、正常な範囲にある場合にのみ当該地磁気データＴＭＤを用いて方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１３１】
一方方位算出部２８は、地磁気センサ８から取得した地磁気データＴＭＤが正常な範囲に無い場合には、当該地磁気データＴＭＤを基に、学習値ＬＮの補正値や閾値等を適宜更新するようになされている。
【０１３２】
因みに方位算出部２８は、過去一定の期間（例えば３０秒間）の地磁気データＴＭＤを記憶部１２に記憶させるようになされている。そして方位算出部２８は、学習値ＬＮを更新する際には、記憶部１２に記憶させた過去の地磁気データＴＭＤを用いるようになされている。
【０１３３】
また地磁気データＴＭＤは、学習値ＬＮの更新回数が増加する度に、当該学習値ＬＮの補正値による補正処理の精度が高まると考えられる。すなわち学習値ＬＮは、更新の度合いに応じて、地磁気データＴＭＤに対する補正の精度を高めることができる。
【０１３４】
このため学習値ＬＮについては、更新の回数が高く精度が高い場合、すなわち学習の度合いが高い場合に、補正値や閾値を大幅に変動させてしまうと、却って精度を低下させてしまう恐れがある。
【０１３５】
そこで方位算出部２８は、学習値ＬＮにおける更新の程度、すなわち学習の度合いを学習レベルＬＬとして管理し、当該学習レベルＬＬに応じて学習値ＬＮの変動幅を制限するようになされている。
【０１３６】
［１−５−３．サスペンド状態からの復帰時における地磁気データの補正処理］
ところでＰＮＤ１は、上述したように、ユーザの操作に応じて、各センサ等の動作を停止するサスペンド状態に遷移することがある。例えば、ユーザがＰＮＤ１を徒歩モードで利用している途中で、近所の店舗に立ち寄る等の理由で、サスペンド状態に遷移される場合等が考えられる。
【０１３７】
ＰＮＤ１がサスペンド状態で持ち運ばれる際にも、当該ＰＮＤ１内部の金属部品等は、上述したようにその周囲に存在する金属体や磁性体等から磁場の影響を受け、その磁化が変化する可能性がある。
【０１３８】
一方ＰＮＤ１は、サスペンド状態においても制御部１１内の一部の機能を動作させており、学習値ＬＮ及び学習レベルＬＬについても保持している。
【０１３９】
その後ＰＮＤ１は、ユーザの操作によりサスペンド状態から電源オン状態に復帰された場合、保持している各種データをそのまま利用してナビゲーション処理等の各種処理を直ちに開始するようになされている。
【０１４０】
しかしながらＰＮＤ１は、サスペンド状態への遷移直前と、当該サスペンド状態から電源オン状態へ復帰した直後とで、周囲の磁場が大きく異なる可能性がある。
【０１４１】
またＰＮＤ１は、サスペンド状態への遷移直前と当該サスペンド状態から電源オン状態へ復帰した直後とで周囲の磁場が同等であったとしても、サスペンド中に当該ＰＮＤ１内の金属部品等における磁化が変化している可能性もある。
【０１４２】
このような場合、地磁気センサ８は、周囲の磁場の変化やＰＮＤ１内の金属部品等における磁化の変化による影響を受けた地磁気データＴＭＤを生成することになる。
【０１４３】
このとき制御部１１の方位算出部２８は、サスペンド前から保持している学習値ＬＮの補正値を用いて地磁気データＴＭＤを補正したとしても、正しく補正することができないため、生成する方位データＣＤの精度を大幅に低下させてしまう。
【０１４４】
またＰＮＤ１内部の金属部品等における磁化の変化の度合いが比較的小さい場合、地磁気データＴＭＤが磁化の変化の影響を受け誤差を含む値になる一方、その値が正常な範囲に収まってしまう。このため方位算出部２８は、得られた地磁気データＴＭＤの範囲のみからでは学習値ＬＮを更新すべきとの判断をできない可能性もある。
【０１４５】
さらに学習レベルＬＬが比較的高い場合、方位算出部２８は、学習値ＬＮを更新したとしても、当該学習レベルＬＬの高さ故に補正値等の変動幅が制限され、適切に更新できない恐れもある。
【０１４６】
そこで初期化処理部としての方位算出部２８は、サスペンド状態から電源オン状態に復帰されたときには、以前の学習レベルＬＬに関わらず、学習値ＬＮ及び当該学習レベルＬＬを最初の値に戻す初期化処理を行うようになされている。
【０１４７】
すなわち方位算出部２８は、サスペンド状態から電源オン状態に復帰されたときには、電源オフ状態から電源オン状態に切り替えられたときと同様、学習値ＬＮを未学習状態から学習し直し、学習レベルＬＬも最低レベルからやり直すことになる。
【０１４８】
これにより方位算出部２８は、サスペンド前後における周囲磁場の変化やサスペンド中におけるＰＮＤ１内の金属部品等における磁化の変化があったとしても、その影響を排除して適切な学習値ＬＮを生成することができ、地磁気データＴＭＤを適切に補正することができる。
【０１４９】
また方位算出部２８は、初期化処理として、記憶部１２に記憶されている過去の地磁気データＴＭＤを消去するようにもなされている。
【０１５０】
［１−５−４．初期化処理手順］
次に、ＰＮＤ１の制御部１１が初期化処理を行う初期化処理手順ＲＴ２について、図１２のフローチャートを用いて説明する。
【０１５１】
実際上制御部１１は、ルーチンＲＴ２の開始ステップから入ってステップＳＰ２１へ移る。ステップＳＰ２１において制御部１１は、動作状態切替部１６によりＰＮＤ１１全体を電源オン状態に切り替えて表示部２等の動作を開始し、さらに学習値ＬＮ及び学習レベルＬＬの初期化を行ったか否かを表す初期化済フラグをオフに切り替えて、次のステップＳＰ２２へ移る。
【０１５２】
ステップＳＰ２２において制御部１１は、ＰＮＤ１がクレードル３に装着されているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはＰＮＤ１が車両９から持ち出されており方位データＣＤを生成すべきであることを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２３へ移る。
【０１５３】
ステップＳＰ２３において制御部１１は、初期化済フラグの状態を基に、初期化処理が完了しているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは初期化処理を未だ行っていないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２４へ移る。
【０１５４】
ステップＳＰ２４において制御部１１は、動作状態切替部１６により地磁気センサ８、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８の動作を開始すると共に、当該方位算出部２８により学習値ＬＮ及び学習レベルＬＬの初期化処理を行う。さらに制御部１１は、初期化済フラグをオンに切り替えた後、次のステップＳＰ２５へ移る。
【０１５５】
すなわち制御部１１は、サスペンド状態から電源オン状態へ切り替わり、且つ初期化処理がなされていない場合には、ステップＳＰ２４において学習値ＬＮ及び学習レベルＬＬの初期化処理を実行することになる。
【０１５６】
一方、ステップＳＰ２３において否定結果が得られると、このことは初期化処理を行う必要がないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２５へ移る。
【０１５７】
ステップＳＰ２５において制御部１１は、動作状態切替部１６により徒歩モードに切り替えた上で、ナビゲーション部２６により現在位置データＮＰＤ１及び方位データＣＤ等を基に地図画像を生成して表示部２へ表示させるナビゲーション処理を行い、次のステップＳＰ２８へ移る。
【０１５８】
一方、ステップＳＰ２２において肯定結果が得られると、このことはＰＮＤ１が車両９の内部にあるため正しい方位を示す方位データＣＤを生成できないことを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２６へ移る。
【０１５９】
ステップＳＰ２６において制御部１１は、動作状態切替部１６により地磁気センサ８、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８の動作を停止させると共に、初期化済みフラグをオフに切り替え、次のステップＳＰ２７へ移る。
【０１６０】
因みに制御部１１は、地磁気センサ８、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８の動作が既に停止していた場合、或いは初期化済フラグが既にオフになっていた場合には、そのままの状態を維持する。
【０１６１】
ステップＳＰ２７において制御部１１は、動作状態切替部１６により車載モードに切り替えた上で、位置算出処理手順ＲＴ１（図１１）による地図表示処理等の各種処理を行い、次のステップＳＰ２８へ移る。
【０１６２】
ステップＳＰ２８において制御部１１は、ユーザにより操作部１３の電源スイッチを介してサスペンド状態への移行操作がなされたか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは電源オン状態を継続すべきであることを表しており、このとき制御部１１は再度ステップＳＰ２２へ戻って各動作モードでナビゲーション処理を継続する。
【０１６３】
一方ステップＳＰ２８において肯定結果が得られると、このことはサスペンド状態へ移行すべきであることを表しており、このとき制御部１１は次のステップＳＰ２９へ移る。
【０１６４】
ステップＳＰ２９において制御部１１は、動作状態切替部１６により地磁気センサ８、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８の動作を停止させると共に、初期化済みフラグをオフに切り替え、次のステップＳＰ３０へ移る。
【０１６５】
ステップＳＰ３０において制御部１１は、動作状態切替部１６により３軸加速度センサ４等の各種センサや当該制御部１１内の一部の機能を停止させることによりサスペンド状態へ移行し、次のステップＳＰ３１へ移る。
【０１６６】
ステップＳＰ３１において制御部１１は、操作部１３の電源スイッチを介して電源オン操作されたか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このとき制御部１１は電源オン操作されるまでステップＳＰ３１を繰り返すことによりサスペンド状態を継続する。
【０１６７】
一方、ステップＳＰ３１において肯定結果が得られると、このことはユーザの操作指示に従いＰＮＤ１をサスペンド状態から電源オン状態に切り替えるべきであることを表しており、このとき制御部１１は再度ステップＳＰ２１へ戻って一連の処理を繰り返す。
【０１６８】
因みに制御部１１は、操作部１３の電源スイッチを介してユーザにより電源オフ操作がなされた場合、動作状態切替部１６によりＰＮＤ１全体を電源オフ状態に切り替えると共に一連の初期化処理手順ＲＴ２を終了するようになされている。
【０１６９】
［１−６．動作及び効果］
以上の構成において、ＰＮＤ１の制御部１１は、地磁気センサ８から得られた地磁気データＴＭＤを基に、方位算出部２８により、学習値ＬＮの補正値を用いた補正処理等を施す。
【０１７０】
また方位算出部２８は、学習値ＬＮにおける学習の度合いを学習レベルＬＬとして管理し、当該学習レベルＬＬに応じて学習値ＬＮの変動幅を制限する。
【０１７１】
そしてＰＮＤ１は、サスペンド状態から電源オン状態に切り替えられた際、動作状態切替部１６により地磁気センサ８、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８の動作を開始すると共に、当該方位算出部２８により学習値ＬＮ及び学習レベルＬＬの初期化処理を行う。
【０１７２】
これによりＰＮＤ１は、サスペンド状態への移行直前と比較して周囲の磁場が大きく異なる場合や、サスペンド中に当該ＰＮＤ１内の金属部品等における磁化が変化した場合にも、学習値ＬＮおよび学習レベルＬＬを確実に最初の値に戻すことができる。
【０１７３】
このためＰＮＤ１は、現在の磁場の状態や変化後の磁化に合わせた適切な補正値等でなる学習値ＬＮを生成することができると共に、その学習レベルＬＬについても適切に設定することができる。
【０１７４】
またＰＮＤ１は、サスペンド状態から電源オン状態に切り替えられた際、クレードル３に取り付けられていなければ、無条件に初期化処理を行う。このためＰＮＤ１は、周囲の磁場や磁化の変化の程度が僅かであり実際に得られた地磁気データＴＭＤの値からでは誤差の有無の判断が困難な場合であっても、この誤差を補正し得るような補正値等でなる学習値ＬＮを生成することができる。
【０１７５】
またＰＮＤ１は、車両９内では、正しい方位を示す方位データＣＤを生成できないことから、地磁気センサ８を動作させない。これを踏まえてＰＮＤ１は、クレードル３に取り付けられていた場合、すなわち車両９内に設置されている場合には、サスペンド状態から電源オン状態に切り替えられたとしても、初期化処理を行わないため、制御部１１において無駄な処理負荷が発生することがない。
【０１７６】
以上の構成によれば、ＰＮＤ１の制御部１１は、サスペンド状態から電源オン状態に切り替えられた際、地磁気センサ８から得られた地磁気データＴＭＤを補正するための補正値を含む学習値ＬＮ及びその変動幅を制限する学習レベルＬＬについて、方位算出部２８により初期化処理を行う。これにより方位算出部２８は、サスペンド状態への移行直前と比較して周囲の磁場が大きく異なる場合や、サスペンド中にＰＮＤ１内の金属部品等における磁化が変化した場合にも、学習値ＬＮおよび学習レベルＬＬを確実に最初の値に戻し、最初から学習し直すことができる。
【０１７７】
＜２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態による携帯電話機１０１は、図１３に示すように、ＬＣＤ(Liquid
Crystal Device)でなり各種表示を行う表示部１０２、マイクロフォン１０４、スピーカ１０５及び入力釦等でなる操作部１０６を有している。
【０１７８】
また携帯電話機１０１は、第１の実施の形態によるＰＮＤ１と同様、クレードル１０３を介して車両９（図４）に取り付けられるようになされている。
【０１７９】
図１４に示すように、携帯電話機１０１は、ＣＰＵ構成の統括制御部１０９が、携帯電話機としての機能を司る携帯電話ユニット１１０と、上述した第１の実施の形態と同様のナビゲーション処理を行うナビゲーションユニット１０とを制御するようになされている。
【０１８０】
携帯電話ユニット１１０は、表示部１０２及び操作部１０６に加えて、半導体メモリ等でなり各種データの保存等に用いられる記憶部１０８と接続されている。因みに図１４では表示を簡略化しているが、表示部１０２、操作部１０６及び記憶部１０８はナビゲーションユニット１０にもそれぞれ接続されている。
【０１８１】
携帯電話機１０１は、通話機能を実行する場合、通話機能や電子メール機能を実現すべく携帯電話ユニット１１０を用いる。実際上、携帯電話機１０１の携帯電話ユニット１１０は、図示しない基地局からアンテナＡＮＴ２を介して受信した受信信号を送受信部１１１へ送出する。
【０１８２】
送受信部１１１は、送信部及び受信部によって構成されており、受信信号を所定の方式に従って復調等することにより受信データに変換し、これをデコーダ１１２へ送出する。デコーダ１１２はマイクロコンピュータ構成でなる携帯電話制御部１１４の制御に従って受信データをデコードすることにより相手方の通話音声データを復元し、スピーカ１０５へ出力する。スピーカ１０５は通話音声データを基に相手方の通話音声を出力する。
【０１８３】
一方、携帯電話ユニット１１０は、マイクロフォン１０４から集音した音声信号をエンコーダ１１５へ送出する。エンコーダ１１５は、携帯電話制御部１１４の制御に従って音声信号をデジタル変換した後に所定の方式でエンコードすることにより得た音声データを送受信部１１１へ送出する。
【０１８４】
送受信部１１１は、音声データを所定の方式に従って変調した後、アンテナＡＮＴ２を介して基地局（図示せず）へ無線送信する。
【０１８５】
このとき携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、操作部１０６からの操作命令に応じて表示部１０２に相手方の電話番号や電波受信状況等を表示する。
【０１８６】
また携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、通信機能により電子メールを受信する場合、送受信部１１１からデコーダ１１２へ受信データを供給し、当該受信データをデコードすることにより復元した電子メールデータを表示部１０２へ送出し、当該表示部１０２に電子メールの内容を表示すると共に、記憶部１０８に記憶する。
【０１８７】
さらに携帯電話ユニット１１０の携帯電話制御部１１４は、通信機能により電子メールを送信する場合、操作部１０６を介して入力された電子メールデータをエンコーダ１１５によってエンコードした後、送受信部１１１及びアンテナＡＮＴ２を経由して無線送信するようになされている。
【０１８８】
一方、携帯電話機１０１は、ナビゲーション機能を実行する場合、統括制御部１０９がナビゲーションユニット１０を制御し、クレードル１０３への取付状態に応じて、車載モード又は徒歩モードでナビゲーション処理を実行させるようになされている。
【０１８９】
統括制御部１０９は、ナビゲーション機能を実行するとき以外、ナビゲーションユニット１０への電源供給を遮断し、消費電力を抑えるようになされている。
【０１９０】
ところで携帯電話機１０１の統括制御部１０９は、複数の処理（タスク）を切り替えて実行するマルチタスク機能を有している。
【０１９１】
例えば統括制御部１０９は、ナビゲーション機能を実行しナビゲーション処理中に電話がかかってきたような場合、一時的に通話機能に切り替え、通話機能による通話処理が終了した後、再度ナビゲーション機能によるナビゲーション処理を再開するようになされている。
【０１９２】
このとき統括制御部１０９は、一時的に通話機能を実行している間、ナビゲーションユニット１０をサスペンド状態に移行させ、無駄な消費電力を抑えるようになされている。
【０１９３】
ところで携帯電話機１０１は、徒歩モードでナビゲーション機能を実行する場合、第１の実施の形態によるＰＮＤ１と同様、ナビゲーションユニット１０の地磁気センサ８（図７）により、地磁気データＴＭＤを生成して方位算出部２８へ供給する。
【０１９４】
方位算出部２８は、学習値ＬＮの補正値を用いて地磁気データＴＭＤを補正し、当該地磁気データＴＭＤ及び姿勢角データＡＡＤを基に方位データＣＤを生成するようになされている。
【０１９５】
また方位算出部２８は、第１の実施の形態と同様、学習値ＬＮにおける学習の度合いを学習レベルＬＬとして管理し、当該学習レベルＬＬに応じて学習値ＬＮの変動幅を制限するようになされている。
【０１９６】
さらに携帯電話機１０１は、マルチタスク機能によりナビゲーションユニット１０をサスペンド状態へ移行させ、その後復帰させたとき、第１の実施の形態においてサスペンド状態から電源オン状態に復帰されたときと同様、方位算出部２８により、学習値ＬＮ及び当該学習レベルＬＬを最初の値に戻す初期化処理を実行させるようになされている。
【０１９７】
これによりナビゲーションユニット１０は、第１の実施の形態と同様、ナビゲーション機能を再開したときの周囲磁場の相違やサスペンド状態中における携帯電話機１０１内の金属部品等における磁化の変化があったとしても、その影響を排除して適切な学習値ＬＮを生成することができ、地磁気データＴＭＤを適切に補正することができる。
【０１９８】
以上の構成において携帯電話機１０１は、マルチタスク機能によりナビゲーションユニット１０をサスペンド状態から復帰させた際、動作状態切替部１６により地磁気センサ８、姿勢角検出部２７及び方位算出部２８の動作を開始すると共に、当該方位算出部２８により学習値ＬＮ及び学習レベルＬＬの初期化処理を行う。
【０１９９】
これにより携帯電話機１０１は、サスペンド状態への移行直前と比較して周囲の磁場が大きく異なる場合や、サスペンド中に当該携帯電話機１０１内の金属部品等における磁化が変化した場合にも、学習値ＬＮおよび学習レベルＬＬを確実に最初の値に戻すことができる。
【０２００】
このため携帯電話機１０１は、現在の磁場の状態や変化後の磁化に合わせた適切な補正値等でなる学習値ＬＮを生成することができると共に、その学習レベルＬＬについても適切に設定することができる。
【０２０１】
また携帯電話機１０１は、その他の点についても第１の実施の形態によるＰＮＤ１と同様の作用効果を奏し得る。
【０２０２】
以上の構成によれば、第２の実施の形態による携帯電話機１０１は、ナビゲーションユニット１０をサスペンド状態から復帰させた際、地磁気センサ８から得られた地磁気データＴＭＤを補正するための補正値を含む学習値ＬＮ及びその変動幅を制限する学習レベルＬＬについて、方位算出部２８により初期化処理を行わせる。これにより方位算出部２８は、サスペンド状態への移行直前と比較して周囲の磁場が大きく異なる場合や、サスペンド中に携帯電話機１０１内の金属部品等における磁化が変化した場合にも、学習値ＬＮおよび学習レベルＬＬを確実に最初の値に戻すことができる。
【０２０３】
＜３．他の実施の形態＞
なお上述した第１の実施の形態においては、ＰＮＤ１がサスペンド状態から電源オン状態に復帰した際、クレードル３に取り付けられている場合には初期化処理を行わないようにした場合について述べた。
【０２０４】
しかしながら本発明はこれに限らず、例えばクレードル３への取付状態を検出せず、ＰＮＤ１がサスペンド状態から電源オン状態に復帰した際、無条件に初期化処理を行うようにしても良い。この場合、例えば表示部２に「本体を８の字状に動かしてください」といったメッセージを表示した際にユーザから所定のキャンセル操作を受け付けたときに初期化処理を行わないようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０２０５】
また上述した実施の形態においては、ＰＮＤ１がクレードル３に取り付けられた状態で、車両９のエンジンがかけられ電源の供給が開始された場合にも、サスペンド状態から電源オン状態に復帰するようにした場合について述べた。
【０２０６】
しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１がクレードル３に取り付けられた状態で、車両９のエンジンがかけられ電源の供給が開始された場合にも、サスペンド状態を維持するようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０２０７】
さらに上述した第１の実施の形態においては、学習値ＬＮにおける更新の程度、すなわち学習の度合いを学習レベルＬＬとして管理し、当該学習レベルＬＬに応じて学習値ＬＮの変動幅を制限するようにした場合について述べた。
【０２０８】
しかしながら本発明はこれに限らず、学習レベルＬＬを特に設けることなく学習値ＬＮを自在に変動させ、若しくは他の任意のパラメータに応じて学習値ＬＮの変動幅を制限するようにしても良く、さらには固定された変動幅内で変動させるようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０２０９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、過去一定の期間（例えば３０秒間）の地磁気データＴＭＤを記憶部１２に記憶させ、この過去の地磁気データＴＭＤを用いて学習値ＬＮを更新するようにした場合について述べた。
【０２１０】
しかしながら本発明はこれに限らず、過去任意の期間における地磁気データＴＭＤを記憶部１２に記憶させ、この過去の地磁気データＴＭＤを用いて学習値ＬＮを更新するようにしても良く、或いは過去の地磁気データＴＭＤを記憶せずに最新の地磁気データＴＭＤを用いて学習値ＬＮを更新するようにしても良い。さらには、他の任意のパラメータを基に学習値ＬＮを更新するようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０２１１】
さらに上述した第１の実施の形態においては、サスペンド状態から電源オン状態に移行した後の初期化処理において、記憶部１２に記憶させた過去の地磁気データＴＭＤを消去するようにした場合について述べた。
【０２１２】
しかしながら本発明はこれに限らず、例えばサスペンド状態へ移行する直前に記憶部１２に記憶させた過去の地磁気データＴＭＤを消去するようにしても良い。また、例えば初期化処理時に過去の地磁気データＴＭＤの一部又は全てを残しておき、これらの過去の地磁気データＴＭＤに対する重み付けを低減させて利用するようにしても良い。
【０２１３】
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＰＮＤ１が左右方向に長い横置きの状態で使用されるようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、図１５に示すように、ＰＮＤ１が縦方向に長い縦置きの状態で使用されるようにしても良い。この場合ＰＮＤ１は、Ｙ軸ジャイロセンサ５によりＺ軸回りのヨーレートωｚを検出し、またＺ軸ジャイロセンサ６によりＹ軸周りのピッチレートωｙを検出するようにすれば良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０２１４】
さらに上述した第１の実施の形態においては、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８がＰＮＤ１の内部に設けられているようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８が、ＰＮＤ１の外部に設けられているようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０２１５】
またＰＮＤ１は、３軸加速度センサ４、Ｙ軸ジャイロセンサ５、Ｚ軸ジャイロセンサ６、気圧センサ７及び地磁気センサ８の取り付け角度を調節できるような調節機構を例えば当該ＰＮＤ１の側面に設けるようにしても良い。
【０２１６】
これによりＰＮＤ１は、その表示部２が車両９の進行方向に対してほぼ垂直となるように設置されていない場合であっても、調節機構をユーザに調節させることによって、例えばＹ軸ジャイロセンサ５の回転軸を車両９の垂直方向と揃えることができる。第２の実施の形態についても同様である。
【０２１７】
さらに上述した第１の実施の形態では、ＰＮＤ１を自動車でなる車両９に取り付けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該ＰＮＤ１をバイクや自転車、列車等といった種々の移動面に沿って移動する種々の移動体に取り付けるようにしても良い。この場合、例えばクレードル３が所定のアタッチメント等を介してハンドル等に移動体に固定されていても良い。
【０２１８】
さらに上述した第２の実施の形態では、携帯電話機１０１のナビゲーションユニット１０に本発明を適用するようにした場合について述べた。しかしながらこれに限らず、例えばコンピュータ装置やディジタルカメラ装置等、ナビゲーション機能及び電子コンパス機能を有する種々の電子機器に本発明を適用するようにしても良い。
【０２１９】
さらに上述した第１の実施の形態においては、ＰＮＤ１の制御部１１が、予め記憶部１２に格納されているアプリケーションプログラムに従い、上述したルーチンＲＴ２の初期化処理手順を行うようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、ＰＮＤ１の制御部１１が、記憶媒体からインストールしたアプリケーションプログラムや、インターネットからダウンロードしたアプリケーションプログラム、その他種々のルートによってインストールしたアプリケーションプログラムに従って上述した初期化処理手順を行うようにしても良い。第２の実施の形態についても同様である。
【０２２０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、測位部としてのＧＰＳ処理部２１又は位置算出部２５と、地磁気センサとしての地磁気センサ８と、方位算出部としての方位算出部２８と、提示部としての表示部２と、動作状態切替部としての動作状態切替部１６と、初期化処理部としての方位算出部２８とによってナビゲーション装置としてのＰＮＤ１を構成する場合について述べた。
【０２２１】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる測位部と、地磁気センサと、方位算出部と、提示部と、動作状態切替部と、初期化処理部とによってナビゲーション装置を構成するようにしても良い。
【０２２２】
さらに上述した第２の実施の形態においては、測位部としてのＧＰＳ処理部２１又は位置算出部２５と、地磁気センサとしての地磁気センサ８と、方位算出部としての方位算出部２８と、提示部としての表示部２と、動作状態切替部としての動作状態切替部１６と、初期化処理部としての方位算出部２８と、携帯電話部としての携帯電話ユニット１１０とによってナビゲーション機能付携帯電話機としての携帯電話機１０１を構成する場合について述べた。
【０２２３】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる測位部と、地磁気センサと、方位算出部と、提示部と、動作状態切替部と、初期化処理部と、携帯電話部とによってナビゲーション機能付携帯電話機を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２２４】
本発明は、電子コンパス機能を有するナビゲーション装置や、電子コンパス機能及びナビゲーション機能を有する携帯電話機、ＰＤＡやコンピュータ等といった種々の電子機器でも利用できる。
【符号の説明】
【０２２５】
１……ＰＮＤ、２、１０２……表示部、３、１０３……クレードル、４……３軸加速度センサ、５……Ｙ軸ジャイロセンサ、６……Ｚ軸ジャイロセンサ、７……気圧センサ、８……地磁気センサ、９……車両、１０……ナビゲーションユニット、１１……制御部、１２、１０８……記憶部、１３、１０６……操作部、２１……ＧＰＳ処理部、２２……速度算出部、２３……角度算出部、２４……高度算出部、２５……位置算出部、２６……ナビゲーション部、２７……姿勢角検出部、２８……方位算出部、１０１……携帯電話機、１０４……マイク、１０５……スピーカ、１０９……統括制御部、１１０……携帯電話ユニット、１１１……送受信部、１１４……携帯電話制御部。
【図１】
0005556101.tif 000005
【図２】
0005556101.tif 000006
【図３】
0005556101.tif 000007
【図４】
0005556101.tif 000008
【図５】
0005556101.tif 000009
【図６】
0005556101.tif 000010
【図７】
0005556101.tif 000011
【図８】
0005556101.tif 000012
【図９】
0005556101.tif 000013
【図１０】
0005556101.tif 000014
【図１１】
0005556101.tif 000015
【図１２】
0005556101.tif 000016
【図１３】
0005556101.tif 000017
【図１４】
0005556101.tif 000018
【図１５】
0005556101.tif 000019